DE1915567B2

DE1915567B2 - Freilaufkupplung mit klemmstuecken

Info

Publication number: DE1915567B2
Application number: DE19691915567
Authority: DE
Inventors: Emil 6380 Bad Homburg Giese
Original assignee: Ringspann Albrecht Maurer Kg, 6380 Bad Homburg
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1972-03-16
Also published as: DE1915567A1; SE357421B; ES375332A1; FR2035301A5; GB1291094A; CH522147A; US3598212A; AT300480B

Description

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1. dadurch schrift 1 521 181 eine Freilaufkupplung mit Klemmgekennzeichnet, daß jedes Klemmstück (17) eine 50 stücken und einem Käfig bekannt, bei der ebenfalls bezüglich seiner Kippachse der Rippe (16) diame- als Wickelfedern ausgebildete Einzelfedern für die tral gegenüberliegende zweite Rippe (18) zur Be- Klemmstücke koaxial zu deren Kippachse neber grenzung der Kippbewegung im Kupplungssinne diesen in Aussparungen des Käfigs untergebracht aufweist und daß die Verlängerung (19) des Last- sind und bei der die Klemmstücke mit zur Kippachse armes (11) in die Rille (20) des Klemmstückes 55 koaxialen zylindrischen Mantelflächenteilen in entderart eingreift, daß das Klemmstück (17) radial sprechenden teilzylindrischen Lagerflächen der Fühzur Kupplungsachse nach innen und außen ge- rungsstege radial gehalten sind. Die axiale Halterung halten ist. der Klemmstücke erfolgt durch kreisringförmige Teile

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1 oder 2, des Käfigs, so daß die Klemmstücke sowie die Etnzeldadurch gekennzeichnet, daß die Kippbewegung 60 federn auch dann nicht verlorengehen können, wenn jedes Klemmstückes (3, 17) im Entkupplungs- der aus diesen Teilen bestehende Klemtnstücksai2 sinne durch Anschlag des Lastarmes (11) der nicht eingebaut ist. Nachteilig ist dabei jedoch, daß Wickelfeder (9) oder einer Fläche (21) des die Wandteile sowie die Führungsstege des Käfigs ver-Klsmmstückes gegen den benachbarten Führungs- hältnismäßig dickwandig ausgebildet werden müssen, steg (5) begrenzt ist. 65 um einerseits Ausnehmungen für die Einzelfedern

4. Freilaufkupplung nach einem der vorher- und andererseits die Anbringung der teilzylindrischer gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Lagerflächen zuzulassen, womit sich ein erhebliche; daß bei nur neben einer Stirnseite der Klemm- Gewicht des Käfigs und ein entsprechender Material-

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«ufwaiid verbindet. Außerdem muß der Käfig zwei- laaten und ohne deren gegenseitigen Abstand zu beteilig sein, um den Zusammenbau des Klemmstück- einflussen; es sind auch die Klemmstücke unverliersutzrjs zu ermöglichen. Diese Überlegungen gelten bar im Käfig untergebracht und ihre Schwenkbarkeit entsprechend für die durch die britische Patentschrift ist auf das notwendige Maß begrenzt, obwohl der

1 097 393 bekanntgewordene Freilaufkupplung. 5 Käfig als einstückiges, dünnwandiges und damit

Schließlich ist durch die USA.-Patentschrift leicht und billig herzustellendes Teil ausgebildet ist,

2 750019 eine Freüaufkupplung bekanntgeworden, das auch, wie sich gezeigt hat, sehr hohen thermihei der ein Käfig in Form eines sich in Umfangsrich- sehen und mechanischen Beanspruchungen standtung erstreckenden Metallbandes aus Federstahl die hält.

Klemmstücke in rechteckigen Ausnehmungen unver- io Die geschilderte unverlierbare Halterung der üerbar aufnimmt, wobei eine sich in Axialrichtung Klemmstücke wird in vielen Fällen genügen, jedoch erstreckende Kante jedes Rechteckes als Ende einer bietet sie, wie sich gezeigt hat, keine vollkommene durch entsprechendes Ausstanzen aus dem Käfig- Sicherheit bei unsachgemäßer oder ungeschickter material gebildeten Blattfeder am zugeordneten Handhabung des Klemmstückeinsatzes, insbesondere Klemmstück angreift. Da die Anfederung der Klemm- 15 dann nicht, wenn bei nicht eingebautem Klemmstücke jedoch verhältnismäßig weich sein muß, müs- stücksatz die Klemmstücke entgegen der Wirkung sen die aus dem Käfigmaterial gebildeten Blattfedern der Wickelfedern im Entkupplungssinne geschwenkt relativ lang sein, wodurch ein erheblicher Abstand werden. Dem läßt sich nach einer bevorzugten Weibenachbartsr Klemmstücke notwendig wird, der die terbildung der Erfindung daduich entgegentreten, Zahl der auf einem bestimmten Umfang unterzubrin- 20 daß jedes Klemmstück eine bezüglich seiner Kippgenden Klemmstücke und damit das vom Freilauf achse der Rippe diametral gegenüberliegende zweite übertragbare Drehmoment begrenzt. Außerdem ist Rippe zur Begrenzung der Kippbewegung im Kuppdieser bekannte Käfig weder gegen die innere noch lungssinne aufweist und daß die Verlängerung des gLgen die äußere Klemmfläche der Freilaufkupplung Lastarmes in die Rille des Klemmstückes derart eina !!gestützt, so daß er sich unter der Wirkung der 25 greift, daß das Klemmstück radial zur Kupplungs-1 üehkräfte und infolge Unwucht aus der erwünschten achse nach innen und außen gehalten ist.
koaxialität zur Drehachse verlagern und damit die Ferner ist es zweckmäßig, daß die Kippbewegung gkichmäßige Arbeitsweise der Freilaufkupplung er- jedes Klemmstückes im Entkupplungssinne durch lieblich beeinträchtigen kann. Anschlag des Lastarmes der Wickelfeder oder einer

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Freilauf- 30 Fläche des Klemmstückes gegen den benachbarten kupplung mit Klemmstücken und einem Käfig anzu- Führungssteg begrenzt ist, wodurch die Schwenkbet!cben, durch die die beschriebenen Nachteile der wegung der Klemmstücke infolge Drehbeschleunibekannten Kupplungen vermieden werden. Dabei gung beim Entkuppeln nicht zu groß ist, so daß sie sollen insbesondere die Klemmstücke in einem ein- schnell wieder zum Einkuppeln bereitstehen. Dies teiligen und mit geringem Material- und Fertigungs- 35 hat sich insbesondere in solchen Fällen als vorteilaufwand herstellbaren Käfig unverlierbar aufgenom- haft erwiesen, wo Freilaufkupplungen hohen Schaltmen und durch Führungsstege im Abstand vonein- häufigkeiten ausgesetzt sind.

ander gehalten sein, wobei die Ausgestaltung des Die Erfindung ist nachstehend an Hand von AusKäfigs auch die Aufnahme und Halterung besonders führungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichgeformter Wickelfedern zentrisch zur Kippachse der 40 nung dargestellt sind; in dieser zeigt
Klemmstücke erlaubt. F i g. 1 einen axialen Teilschniit durch einen Käfig

Ausgehend von einer Freilaufkupplung mit Klemm- mit Klemmstücken im eingebauten Zustand gemäß

stücken der eingangs beschriebenen Art ist diese Auf- der Schnittlinie I-I in F i g. 2,

gäbe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Käfig F i g. 2 eine radiale Schnittansicht gemäß der

mindestens einen sich in Umfangsrichtung und radial 45 Schnittlinie II-II in Fig. 1,

nach innen und/oder außen bis an die innere und/ F i g. 3 eine radiale Draufsicht auf den Klemmoder äußere Klemmfiäche erstreckenden Teil und stücksatz gemäß F i g. 1 und 2,
einen kreiszylindnschen Teil mit rechteckigen Aus- F i g. 4 einen Teil des Klemmstücksatzes gemäß sparungen zur Aufnahme der Klemmstücke aufweist, Fi g. 1 in nicht eingebautem Zustand,
daß in die Aussparungen von mindestens einer deren 5° Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch eine weitere sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stirnseiten Ausbildungsform eines Käfigs mit Klemimtücken in axial eine Nase zur Aufnahme der neben einer Stirn- eingebautem Zustand gemäß der Schnittlinie V-V in seite eines jeden Klemmstückes angeordneten Wickel- Fi g. 6,

federn hineinragt, daß die Führungsstege der An- Fig. 6 eine radiale Schnittansicht gemäß der

schlag für eine axiale, die Kippbewegung jedes 55 Schnittlinie VI-VI in Fig. 5,

Klemmstückes im Kupplungssinne begrenzende Rippe F i g. 7 eine radiale Draufsicht auf den Klemm-

des Klemmstückes sind und daß der sich am Klemm- stücksatz gemäß Fig. 5 und 6,

stück abstützende Lastarm jeder Wickelfeder mit F i g. 8 einen Teil des Klemmstücksatzes gemäß

einer Verlängerung in eine axiale Rille des Klemm- Fig. 5 in nicht eingebautem Zustand und

Stückes derart eingreift, daß es in der zur Kupplungs- 60 Fig. 9 und 10 zwei weitere Ausbildungsfoimen

achse nach außen weisenden Radial richtung durch des Käfigs.

die Rippe und in der entgegengesetzten Radiairich- Bei der Beschreibung der Zeichnung sind gleiche tung durch die Verlängerung unverlierbar im Käfig Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, um ungehalten ist. nötige Wiederholungen zu vermeiden.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist 65 In den Fig. 1 bis 3 sind zwischen der inneren,

der Käfig zentrisch geführt, es sind die Wickelfeder« außenzylindrischen Klemmfläche 1 und der äußeren,

neben den Klemtnstücken unverlierbar untergebracht, innenzylindrischen Klemmfiäche 2, die sich mit glei-

ohne die Klemmstücke mit ihrem Gewicht zu be- eher oder unterschiedlicher Winkeleeschwindiekeit

drehen können, Klemmstücke 3 angeordnet, deren in Umfangsrichtung weisende Seitenflächen 4 teilzylindrisch ausgebildet sind, damit das seitliche Spiel der Klemmstücke in jeder Kippstellung gleichbleibt. Wenn es nicht auf gleichbleibend enge Führung der KlemmstUcke ankommt, kann aber bei entsprechend größerem Abstand zwischen den Stegen auf die teiliiylindrischs Ausbildung der Klemmstück-Seitenflächen verzichtet werden. Die Klemmstücke 3 werden in Höhe ihrer Seitenfläche 4 durch Stege S eines im radialen Querschnitt Z-förmigen Käfigs 6 aus Blech im Abstand voneinander gehalten, so daß sie ohne gegenseitige Beeinflussung um ihre Mittelachse kippen können.

In die vom Käfig 6 zwischen seinen Stegen S gebildeten rechteckigen Ausspaningen 7 ragen axial Nasen 8 hinein, auf die Wickelfedern 9 gesteckt sind, die mit ihrem Stützarm 10 an den Stegen 5 anliegen, während ihr Lastarm 11 mit einer Verlängerung 12 in eine axiale Rille 13 der Klemmstücke 3 eingreift und die Klemmstücke im Kupplungssinne — hier im Uhrzeigersinne — zu schwenken sucht.

Auf der den Nasen 8 gegenüberliegenden Seite weisen die Aussparungen 7 einen Vorsprung 14 auf, durch den die Klemmstücke 3 dort axial geführt und im Abstand von dem sich radial erstreckenden Teil IS des Käfigs 6 gehalten werden, so daß sie bei ihrer Kippbewegung durch den radialen Teil 15 nicht behindert werden.

Damit die Klemmstücke 3 bei nicht eingebautem Klemmstücksatz nicht aus dem Käfig 6 herausfallen können, sind sie mit einer sich axial erstreckenden Rippe 16 versehen, die sich an eine der Seitenflächen 4 radial innerhalb des kreiszylindrischen Teiles des Käfigs 6 anschließt und die durch Anschlag gegen den benachbarten Steg 5 die Schwenkbewegung der Klemmstücke im Kupplungssinne begrenzt. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, nehmen die Klemmstücke 3 bei nicht eingebautem Klemmstücksatz unter der Wirkung der Wickelfeder 9 diese Grenzstellung ein, wobei die an den Stegen 5 anliegenden Rippen 16 gleichzeitig verhindern, daß die Klemmstücke 3 radial nach außen aus dem Käfig herausfallen. In umgekehrter Richtung, also radial nach innen, sind die Klemmstücke 3 durch die in ihre axiale Rille 13 eingreifende Verlängerung 12 des Lastarmes 11 der Wickelfedern 9 gehalten.

Um die Kippbewegung der Klemmstücke 3 im Entkupplungssinne auf das notwendige Maß zu begrenzen, was insbesondere für Freilaufkupplungen mit hoher Schalthäufigkeit zweckmäßig ist, sind die Lastarme 11 der Wickelfedern 9 derart angeordnet, daß sie gegen die Stege 5 anschlagen, wenn die Klemmstücke im Entkupplungssinne so weit geschwenkt sind, daß sie mit Sicherheit von der inneren Klemmfläche 1 freigekommen sind.

Die an Hand der F i g. 4 beschriebene Halterung der Klemmstücke 3 gegen Herausfallen aus dem Käfig 6 genügt in vielen Fällen den praktischen Anforderungen. Jedoch hat sich gezeigt, daß diese Halterung ein teilweises Auseinanderfallen des Klemmstücksatzes bei unsachgemäßer oder ungeschickter Handhabung nicht mit Sicherheit verhindern kann, was sich leicht ersehen läßt, wenn man sich das in F i 2. 4 veranschaulichte Klemmstück 3 innen berührt und~ dabei im Entkupplungssinne, also entgegen dem Uhrzeigersinne verschwenkt denkt. Bei einer derartigen Berührung könnte das Klemmstück 3 radia' nach außen aus dem Käfig 6 herausrutschen, wenn die Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinne so weit geführt ist, daß die Rippe 16 nicht mehr am benachbarten Steg 5 anschlagen kann. Eine derartige Gefahr ist durch einen Käfig mit eingebauten Klemmstücken gemäß den F i g. 5 bis 8 ausgeräumt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorgeschriebenen einmal dadurch, daß die Klemmstücke 17 neben der bereits genannten

ίο Rippe 16 eine zweite Rippe 18 aufweisen, die der Rippe 16 bezüglich der Kippachse der Klemmstücke 17, die mindestens angenähert mit der Symmetrieachse der zugeordneten Wickelfeder 9 zusammenfällt, diametral gegenüberliegt und die Kippbewegung der Klemmstücke 17 im Kupplungssinne auf die gleiche Kipplage begrenzt wie die Rippe 16.

Ein weiterer Unterschied ia der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 bis 4 besteht bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 bis 8 darin, daß der hier nach

ao radial innerhalb des kreiszylindrischen Teiles des Käfigs 6 ragende Lastarm 11 der Wickelfedern 9 eine axiale Verlängerung 19 aufweist, die U-förmig abgebogen ist und in eine Rille 20 der Klemmstücke 17 derart eingreift, daß sie diese in beiden Richtungen

as radial zur Kupplungsachse gegen Herausfallen aus dem Käfig 6 zu halten vermag.

Dadurch können, wie am leichtestens an Hand der F i g. 8 ersichtlich, die Klemmstücke 17 auch dann nicht aus dem Käfig 6 herausfallen, wenn sie bei spielsweise durch Berührung an ihrer Innenseite aus der dargestellten im Kupplungssinne extremen Schwenklage entgegen dem Uhrzeigersinne gekippt werden; denn selbst dann, wenn die Rippe 16 nicht mehr gegen den benachbarten Steg 5 anschlagen kann, werden die Klemmstücke 17 immer noch durch die in ihre Rille 20 eingreifende Verlängerung 19 an einem Herausfallen aus dem Käfig 6 gehinder*..

Schließlich ist bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 bis 8 die Kippstellung der Klemmstücke 17 im Entkupplungssinne dadurch begrenzt, daß sie dann mit ihrer Fläche 21 in Anlage an den benachbarten Steg 5 gelangen.

In den meisten Fällen ist es erwünscht, die Klemmstücke 3 bzw. 17 in bekannter Weise so auszubilden, daß ihre an der Klemmfläche 2 anliegende Außenfläche 22 Teil eines Kreiszylinders ist, dessen Achse im Schwerpunkt des Klemmstückprofils liegt. Das hat zur Folge, daß die Klemmstücke 3 bzw. IT, wenn sie mit der äußeren Kbmmfläche 2 umlaufen, durch die Zentrifugalkraft weder im Sinne des Kuppeins noch im Sinne des Entkuppeins gekippt werden und daß das Anlegen der Klemmstücke an die innere Klemmfläche 1 lediglich durch die Wirkung der Wickelfedern 9 erfolgt.

Will man jedoch bei Freilaufkupplungen, deren äußere Klemmfläche 2 bei Freilauf sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten gegenüber der inneren Klemmfläche 1 erreicht, ein Schleifen der Klemmstücke auf den Klemmflächen und damit einem erhöhten Verschleiß der Klemmstücke vermeiden, so läßt sich dies in bekannter Weise einfach dadurch erreichen, daß die Klemmstücke um 1SO° gedreht in den Käfig eingesetzt werden. In diesem Fall stehen die Klemmstücke durch die an ihnen angreifenden Fliehkräfte unter dem Einfluß eines resultierenden Drehmomentes, welches sie im Entkupplungssinne zu schwenken sucht, so daß sie bei Freilauf zwischen den Klemmflächen 1 und 1 von der inneren Klemmfläche abheben

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ihrem Käfig die Umfangsäußeren Klemmfiäche 2 an-

und gemeinsam mit
geschwindigkeit der
nehmen.

Die Ausbildung einer derartigen Freilaufkupplung mit sogenannter Selbstabhebung der Klemmstücke ist ./uch mit den an Hand der Zeichnung beschnebenen Käfigen mit eingebauten KlemmstUcken ohne weiteres möglich, indem man die Klemmstücke 3 bzw. 17 zusammen mit ihren Mittelfedern9 um 180° gedreht in den Käfig einbaut.

Die F i g. 9 und 10 zeigen schließlich zwei weitere Käfigausführungen, nämlich einen im radialen Querschnitt H-förmigen Käfig24 (Fig. 9) und einen im radialen Querschnitt U-förmigen Käfig25 (Fig. 10). Für diese beiden Käfigausführungen gilt die Beschreibung an Hand der F i g. 1 bis 8 entsprechend.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

a09 512/231

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Claims

stücke (3,17) angeordneter Wickelfeder (9) die Patentansprüche: Klemmstücke (3. 17) an ihrer anderen Stirnseite durch einen in die Aussparungen (7) ragenden

1. Freilaufkupplung mit Rlemmstücken, bei der Vorsprung (14) axial geführt und auf diese Weise durch eine außenzylindrische Innenfläche und 5 im Abstand vom sich radial erstreckenden Teil eine hierzu koaxiale innenzylindrische Außen- (IS) des Käfigs (6, 24, 25) gehalten sind.

fläche Klemmflächen gebildet sind, wobei ein

zwischen den Klemmflächen angeordneter, ein-

teiliger und dünnwandiger Käfig Führungsstege

für jedes Klemmstück aufweist, die die Kipp- io

achse des Klemmstückes parallel zur Käfigachse Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit

halten, und wobei neben mindestens einer Stirn- Klemmstücken, bei der durch eine außenzylindrische

seite jedes Klemmstückes eine vom Käfig gehal- Innenfläche und eine hierzu koaxiale innenzylindrische

tene Einzelfeder in Form einer Wickelfeder an- Außenfläche Klemmflächen gebildet sind, wobei ein

geordnet ist, deren Stützarm am Käfig und deren 15 zwischen den Klemmflächen angeordneter, einteiliger

Lastarm am Klemmstück anliegt und die das und dünnwandiger Käfig Führungsstege für jedes

Klemmstück gegen die Klemmflächen hält, ge- Klemmstück aufweist, die die Kippacnse des Kiemm-

kenn?eichnet durch die Vereinigung fol- Stückes parallel zur Käfigachse halten, und wobei

gender Merkmale: neben mindestens einer Seite jedes Klemmstückes

a) Der Käfig (6. 24, 25) weist mindestens einen ²⁰ SVT!,^ **?*??^1*™,^°™ K?ff sich in Umfangsrichtung und radial nach ^w*^kf^eder _T angeordnet ist deren Stutfarm ^am Kafig innen und/oder außen bis an die innere (1) fif^{ren L}^^s'_u ^arm ™ Klemm stuck anl·egt und d.e uncLoder äußere (2) Klemmfläche erstrek- das Klemmstuck gegen die Klemmflachen halt
kenden Teil und einen kreiszylindrischen _A ^Eme _u ^d _A ^era?'S^e £™^ι!*"£Α^ΡΑ t* _t _H
Teil mit rechteckigen Aussparungen (7) zur ^a* ^f««sehe Aufschrift 1286 844 bekanntgeworden. Aufnahme der Klemmstücke (3,17) auf. Je we.si: jedoch den Nachteil auf, daß d.e Schwenk-

barkeit der Klemmstucke im Kupplungssinne nicht

b) In die Aussparungen (7) ragt von minde- _auf d_as notwendige Maß begrenzt ist und daß die ste:is einer deren sich in Umfangsrichtung Klemmstücke aus dem Käfig herausfallen können, erstreckenden Stirnseiten eine Nase (8) zur ,„ _wenn der aus Klemmstücken, Käfig und Einzelfedern Aufnahme der ne^en einer Stirnseite eines bestehende Einbausatz sich nicht zwischen den jeden Klemmstiicke? angeordneten Wickel- Klemmflächen befindet. Dadurch besteht ohne das federn (9) hinein. Treffen zusätzlicher Maßnahmen beispielsweise in

c) Die Führungsstege (5) stellen den Anschlag Form :iner Verpackung nicht die Möglichkeit, derfür eine axiale, die Kippbewegung jedes 35 artige Einbausätze vorzufertigen und vorrätig zu Klemmstückes (3, 17) im Kupplungssinne halten. Vielmehr müssii: sie an Ort und Stelle zubegrenzende Rippe (16) des Klemmstückes sammengesetzt werden, wcb^i durch die Gefahr des (3, 17) dar. Herausfallens der K'.emmstücke aus dem Käfig der

„ ' . , ... .. , ,_ „. , .. , Einbau erheblich erschwert wird. Ferner sinu die

d) Der sich am Klemmstuck (3 17) abstutzende _{Einzelfedern in f orm von} wickelfedern in Umfangs-Lastanr. (11) jeder Wickelfeder (9) greift mit _{rich ncben den KIernrnstücken} untergebracht, einer Verlängerung (12) in eine ax.ale Rille _wodurc ^b _{h ejn verhältnisrtläßig großer} Minimalbestand (13) des Klemmstuckes (3 17) derart ein _{benachbf)rter} Klemmstücke notwendig wird, der die daß es in der zur Kupplungsachse nach _Zah, _{def f einem bestirnmten Umfang unterzu}. außen weisenden Radialrichtung durch d.e ^ _bringenden Klemmstücke und damit die Größe des Rippe (16) und in der entgegengesetzten _d » _{dj Frei},_aufkupp_lung übertragbaren Dreh-Radialnchtung durch die Verlängerung (12) momentes besrenzt

unverlierbar im Käfig (6. 24,25) gehalten ist. Andererseits ist'durch die französische Patent-